智能配電網自愈控制技術及其實現方法

施耐德電氣智能電網方案與戰略經理李中有關于智能配電網自愈控制技術及其實現方法有以下看法

一、智能配電網自愈關鍵技術

自愈功能的實現，涉及多項技術的綜合應用。首先一次網架的設計應該更加靈活、合理，并應用快速斷路器、故障電流限制器等新設備;在二次系統中，應用廣域保護、自適應保護就地快速故障隔離，以及實時在線檢測故障并快速自愈操作。同時集先進的通信、遙感、仿真分析等技術都是自愈技術的基礎要素。在此基礎上，有關鍵技術如下：

1、饋線自動化技術

目前的饋線自動化技術依賴主站遠方遙控來實現，故障隔離與自動恢復供電的時間在30S-60S之間;

智能配電網采用廣域IP通信技術，饋線終端之間能夠實時交換故障檢測數據與控制命令，可將自愈的速度提高至“幾秒級”

2、配網閉環運行故障隔離技術

配電網閉環運行且分段開關采用斷路器，并配備差動保護，則可在線路出現故障時快速(200ms之內)切除故障，而使非故障線路的供電基本不受影響。

3、配網廣域測控技術

支持同步相量測量、設備在線監測、記錄故障與電能質量擾動數據，提供配網運行數據采集、數據傳輸、分析與管理服務、與用戶端的AMI一起，構成智能配電網的信息交換與集成的基礎設施。

4、微網技術

微網是指接有分布電源的配電子系統，按預先設計好的供電孤島，可在主網脫離后孤立正常運行。

5、柔性配電技術

這是柔性交流輸電技術在配電網的延伸。其設備包括靜止無功發生器、靜止同步補償器、有源電力濾波器、動態不停電電源、動態電壓恢復器、固態斷路器、固態負荷轉移開關等。

應用SSCB、SSTS可以提高故障切除與負荷轉移切換速度，提高自愈速度;而利用UPS與DVR可以補償配電網故障切除、隔離期間短時供電中斷與電壓驟降，實現無縫自愈，保證重要敏感負荷供電不受影響。此外，作為配電網自愈能力的一部分，應用SVC、STATECOM、APF可以消除諧波、電壓波動的影響，改善電能質量。

二、智能配電網自愈能力的評價

1、科學、量化地評價配電網的自愈能力，是智能配電網自愈功能研究的重要內容，目前國內外還沒有這方面的標準。

2、研究建立一套評價智能配電網自愈能力的指標體系，是十分必要的，該指標體系也將是智能配電網運行管理指標的重要內容。

3、配電網的自愈能力，可從自愈速度與自愈率兩方面來評價。

自愈速度指標

根據電質量波動對用電對象的影響嚴重程度，將電力負荷分為如下三類：

(1)普通負荷，即基本不受供電質量波動的影響或者所造成的損失較小的電力負荷。如一般照明設備、電加熱等。

(2)敏感負荷，指幾個周波的供電質量波動對其造成影響和危害的電力負荷，如可編程控制器、變頻調速裝置等。

(3)嚴格負荷，指對供電能質量要求非常嚴格，出現一周波以上的波動即會對其造成影響和危害的負荷，如集成電路芯片制造流水線、銀行與證券中心的計算機系統等。

可見，自愈速度的快慢直接關系到對用戶的影響，綜合考慮對用戶的影響及其所需要的緩解控制技術，可將自愈速度分為四級：

(1)一級自愈速度，也稱為毫秒級自愈，指供電質量波動時間在一周波(50HZ電網是20毫秒)以內的自愈恢復，其作用是讓用戶沒有“感覺”，因此可稱為“無縫自愈”。

(2)二級自愈速度，也稱為周波級自愈，指供電質量波動時間在一周波以上、幾十毫秒以內的自愈恢復，對普通負荷和一般敏感負荷基本無影響。

(3)三級自愈速度，也稱為秒級自愈，指供電質量波動時間在幾秒鐘內的自愈恢復，對敏感負荷有一定的影響，但對普通負荷無影響。

(4)四級自愈速度，也稱為分鐘級自愈，指供電質量波動時間在3分鐘內即自愈恢復，雖用戶都“感覺”到停電，但短時間恢復，會影響敏感負荷的正常運行，但對普通負荷基本無影響。

對于停電時間超過3分鐘的，則為不自愈。

自愈速度也是一個技術經濟指標，自愈速度越快，就意味著電網裝備投入越大，因此針對具體的配電網，要從滿足用戶負荷要求實際出發，選擇適中的自愈速度。

自愈速度指標也作為評價智能配電網某一饋線或者某一小區配電網絡的自愈能力指標。

供電自愈率指標

用于描述一個區域至一個城市的配電網對事故隱患與供電故障的自愈恢復能力。

在實際工程中，難以對故障隱患進行準確的監測與統計，因此，將供電自愈率指標限定為描述故障自愈恢復能力的指標。

與供電可靠性關系

供電可靠性是指對用戶連續供電的可靠程度，其指標是對用戶停電時間和次數的統計，直接體現了配電網對用戶連續供電的能力。

我國能源部的【1991】63號文《供電系統用戶供電可靠性統計辦法》中明確規定，“對供電系統停電時間不超過3分鐘的各類操作(如調電操作、開關跳閘后試送成功等)不應視為對用戶停電”。后來頒布的DL/T836-2003號文《供電系統用戶供電可靠性評價規程》雖然刪去了這條款，但在實際操作中，還是不把短時停電納入可靠性統計中。

英國等國家也是將3分鐘以內的停電不納入統計。

三、配網自愈技術研究建議

在我國，電力用戶遭受停電的時間有95%以上是配電網造成的(扣除發電不足的原因);造成電能質量問題的主要因素也在配電網。

智能配電網代表著未來配電網的發展方向，其自愈功能在于減少停電、提高供電質量、提供優質電力從而帶來顯著的社會經濟效益。因此，結合我國實際開展智能配電網自愈能力的技術研究和應用，具有十分重要的作用和意義!